Una cantimplora de aluminio cuya masa es 500gr contiene 750gr de H2O y 100gr de hielo. Se deja caer aquella desde un avion a tierra y se encuentra que su temperatura es de 25°C. Suponiendose que no hay perdida de energia. ¿Cual sera la velocidad de la cantimplora a la que llegue al suelo?
Respuestas
La velocidad de la cantimplora con la que llega al suelo es Vf= 13.51 m/seg .
La velocidad de la cantimplora se calcula mediante la cantidad de energia justo antes del impacto, de la siguiente manera:
m = 500 g aluminio
m = 750 g agua
m = 100 g hielo
Se deja caer la cantimplora
T= 25ºC
Vf=?
Fórmula de calor : QAl = m* Ce* (Tf-To)
QAl= 500g * 0.217 cal/gºC * (25ºC -0ºC)
QAl=2712.5 cal
Q fusión del hielo = m*Cf= 100g * 80 cal/g = 8000 cal
Q H2O= 750g * 1 cal/gºC*(25ºC -0ºC)
QH2O= 18750 cal
La cantidad de calor total :
Qt= 2712.5 cal + 8000 cal + 18750 cal = 29462.5 cal
Qt= 29462.5 cal* 4.184 Joule/1 cal= 123271.1 Joules.
energia = 123271.1 Joules
Ec = m*Vf²/2
se despeja la velocidad Vf:
Vf= √2*Ec /m
Vf= √( 2* 123271.1 Joules / 1350 Kg )
Vf= 13.51 m/seg